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液态金属可连接受损神经

科普小知识2022-06-29 02:30:38
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被损伤破坏的神经细胞的再生速度很慢,即使有办法将它们连接起来,也要花太多时间才能让固定不动的肌肉组织慢慢萎缩。这就是为什么我们经常看到腿细的偏瘫患者。科学家已经开发出一种方法,使用液态金属作为临时连接,这样肌肉在神经细胞完全再生之前仍能接收到导电信号,从而保持肌肉的原始功能。

被损伤破坏的神经细胞的再生速度很慢,即使有办法将它们连接起来,也要花太多时间才能让固定不动的肌肉组织慢慢萎缩。这就是为什么我们经常看到腿细的偏瘫患者。科学家已经开发出一种方法,使用液态金属作为临时连接,这样肌肉在神经细胞完全再生之前仍能接收到导电信号,从而保持肌肉的原始功能。

几十年来,还没有开发出有效的方法来再生和重新连接受损的神经。与此同时,科学家还将面临另一个问题:当神经因损伤而被切断时,原有的肌肉组织仍然存在,但由于缺乏神经细胞的刺激,肌肉会因不使用而逐渐萎缩。神经外科面临的最大问题是如何在受损神经细胞缓慢恢复的过程中保持受损肌肉接收信号而不萎缩。

一个想法是在受伤的神经细胞末端与肌肉组织建立一个临时连接,这样来自大脑的导电信号仍然可以到达肌肉组织。清华大学医学院生物工程系教授刘晶发明了用液态金属连接神经细胞的技术。与此同时,他发现液态金属比模拟体液更能在电子信号传输过程中维持生物体的电特性。

液态金属的效果接近于原始神经

研究小组首先测试了牛蛙坐骨神经和小腿肌肉之间的联系。每当团队通过坐骨神经发出脉冲信号,小腿肌肉就会接收并做出反应。接下来,研究小组切断了神经连接,并在切断处用两种物质连接起来,一种是液态金属,另一种是林格氏溶液,一种更有营养的生理盐水溶液,通常通过静脉注射。结果表明,通过林格氏溶液的电传导有明显减弱的趋势,但通过液态金属传导的效果非常接近于原始的完整神经连接。

刘晶团队使用的液态金属是镓铟锡化合物。这种合金在人体温度下是液态的,对人体无害。镓铟锡化合物已被用作许多领域的研究目标。例如,镓铟锡化合物注入人体后,可以显示血管造影的功能。因此,镓铟锡化合物被用来连接神经和肌肉,当工作完成时,它们也可以通过成像功能被发现,然后被完全去除。

这个实验给了人们一个奇妙的想象:建造一个充满液态金属和促进神经细胞生长的物质的管子,然后重新连接断裂的连接。然而,这种想象需要更多的实验和时间来达到。例如,有多少肌肉功能可以通过这种方式保留?液态金属会反过来干扰神经细胞再生吗?液态金属真的对人体无害吗?

你认为呢?